Атмосферное давление способ воздействия прямой или косвенный

Среда прямого воздействия и среда косвенного воздействия: характеристика, факторы и методы

Среда прямого воздействия и среда косвенного воздействия человека находит практическое отражение на количество популяций животных и растений в природе. Воздействие человека провоцирует повышение численности у определенных видов, у других — уменьшение, третьих — вымирание. Последствия любого прямого и косвенного воздействия организации могут быть самыми разными.

Среда прямого воздействия

Непосредственное уничтожение определенных видов человеком называется прямым воздействием. Под это определение попадают: вырубка леса, вытаптывание травы в местах для пикника, желание изловить и засушить редкую и даже уникальную бабочку, желание насобирать большой, красивый букет цветов с луга.

Целенаправленный отстрел животных тоже попадает в эту категорию воздействия человека.

Косвенное влияние

Косвенное воздействие на окружающую среду заключаются в ухудшении, разрушении или внесении каких-либо изменений в среду обитания животных или растений. Наносится вред целым популяциям растений и водных животных путем загрязнения воды.

К примеру, популяция черноморских дельфинов не восстанавливается, потому как с косвенным воздействием человека на загрязнение окружающей среды в морские воды попадает большое количество вредных веществ, что повышает смертность популяции.

По всей Волге в последние годы сильно участилось заражение рыб. В ее дельте у рыб (в частности, осетров) обнаружили паразитов, ранее им не свойственных. Произведенный учеными анализ подтвердил, что заражение является результатом косвенного воздействия человека на загрязнение окружающей среды.

Иммунная система у рыб подавлялась продолжительное время из-за технических отходов, которые сбрасывались в Волгу.

Уничтожение места обитания

Довольно распространенной причиной спада численности и вымирания популяций является уничтожение места их обитания, разделения больших популяций на несколько малых, находящихся в изоляции друг от друга.

Косвенные воздействия на окружающую среду могут быть результатом вырубки леса, постройки дорог, освоения земель для сельского хозяйства. К примеру, популяция уссурийских тигров резко пошла на спад из-за освоения людьми территории в ареале обитания тигров и сокращения базы натурального корма.

Очередным примером косвенного воздействия на окружающую среду является вымирание зубров в Беловежской пуще. В этом случае произошло нарушение среды обитания популяции определенного вида при заселении туда популяции иного вида.

Зубры, которые долгое время были жителями густых лесов, придерживались старых мест обитания, в которых было множество зарослей сочной травы. Их пропитанием служила древесная кора, вместе с листьями деревьев, которые зубры добывали, наклоняя ветки.

Под конец XIX века люди стали заселять оленей в пущу, а после стало заметным быстрое вымирание зубров. Все дело в том, что олени съедали всю молодую листву, оставляя зубров без пропитания. Ручьи стали пересыхать, потому как остались без прохлады, которую обеспечивала тень от листвы.

Последнее также сказалось на зубрах, которые пьют только чистую воду, но остались и без нее. Вот так олени, которые не несут никакой опасности для зубров, стали причиной их гибели. Точнее, причиной стала человеческая ошибка.

Методы прямого и косвенного воздействия

Человек способен оказывать воздействие на окружающую среду самыми разными методами:

1. Антропогенное. Следствие человеческой деятельности, непосредственно связанное с реализацией интересов экономики, культуры, военных, восстановительных и иных. В окружающую среду вносит биологические, химические и физические изменения.
2. Деструктивное. Действия людей, которые приводят к потере природной средой своих качеств, полезных для самого человека. К примеру, эксплуатация дождевых лесов под плантации или пастбища. В результате происходит изменение биогеохимического круговорота, и почва теряет свою плодородность за пару лет.
3. Стабилизирующее. Деятельность направлена на то, чтобы замедлить разрушения окружающей среды в результате как природных процессов, так и человеческой деятельности. Например, мероприятия по защите почвы, которые направлены на снижение ее эрозии.
4. Конструктивное. Воздействие человека, которое направлено на восстановление окружающей среды, потерпевшей урон от природных процессов или факторов внешней среды прямого и косвенного воздействия. К примеру, восстановление ландшафтов, восстановление редких популяций растений и животных.

Воздействия делятся на преднамеренное и непреднамеренное. Первое — это когда человек ждет определенных результатов от своих действий, а второе — когда человек даже не прогнозирует никаких последствий.

Причины ухудшения среды

Расширяющееся с каждым годом все сильнее пользование ресурсов природы, активный прирост населения, прогресса науки и техники неизбежно ведут к истощению ресурсов и повышению загрязнения среды отходами потребления.

Таким образом можно выделить две причины ухудшения природной среды:

1. Уменьшение природных ресурсов.
2. Загрязнение среды.

К засыханию небольших рек-притоков, уменьшению грунтовых вод, влажности почвы и снижению уровня воды в реке и озере способна привести вырубка леса в бассейне реки. Вследствие этого и некоторых других факторов среды прямого и косвенного воздействия появляется недостаток воды в городской среде, рыба начинает постепенно гибнуть. В связи с усилением эвтрофикации (наполнение биогенными элементами) водоемов начинают активно развиваться водоросли и патогенные водные организмы.

Постройка системы откачки или плотины для накопления воды в реке и восстановления режима увлажнения полей не решает вопроса о поддержании нормального уровня грунтовых вод и прекращения засухи в озере. При этом расходы воды для испарения в системах орошения и с поверхности водохранилища только усугубляет проблему нехватки стока реки в озеро. Задержка твердого стока и плотина, которая подпирает воды, вызывает затопление местности.

Следует заметить, что чем выше уровень пользования ресурсами природы, тем больше уровень загрязнения окружающей среды. Можно сделать вывод, что решение проблемы разумного использования ресурсов природы позволит сохранить ресурсы от истощения и снизить загрязнение среды.

Насколько сильно влияние?

Сила последствий для экологии факторов среды прямого и косвенного воздействия человека зависит от определенных переменных: количество населения, образ жизни и экологическая осознанность.

Высокий уровень населения и роскошный стиль жизни сильнее истощают ресурсы природы и загрязняют окружающую среду. Чем больше у населения экологической осознанности, тем меньше выраженными становятся последствия.

Простой стиль жизни, близкий к природе, не приводит к отрицательному воздействию на природу. Примером тому может служить банальная вырубка леса для заготовки дров и под посевы культур.

Для того чтобы человечество прогрессировало дальше, важнейшими условиями станут изменение образа жизни и повышение экологической осознанности.

Восстановление популяций

Перед людьми сейчас стоит вопрос о принятии мер по охране и восстановлению редких популяций, вымирающих видов животных и растений. Такой вид деятельности по охране природы называется популяционно-видовым.

Для остановки вымирания целых видов растений и животных, повышения их количества в природе, в мире практикуют следующие меры:

• исследуют флору и фауну государства (области или региона);
• определяют исключительные и вымирающие виды;
• создают Красные книги;
• делают банки генов;
• проводят пропагандистскую деятельность в отношении охраны растительного и животного мира;
• вырабатывают и соблюдают критерии всемирно признанных мер поведения человека в природе;
• проводят всевозможные экологические мероприятия.

Международная красная книга

В мире действует больше 30 интернациональных организаций, которые занимаются координацией изучения и практики по охране от среды прямого воздействия и среды косвенного воздействия, а также оптимальном применении природных ресурсов. Всемирно известной организацией является ЮНЕСКО (United Educational, Scientific and Cultural Organization) — Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры.

По инициативе ЮНЕСКО был создан МСОП — интернациональное объединение охраны природы и ее ресурсов со штаб-квартирой в Швейцарии в Глане. Как раз МСОП организовал сотворение первой интернациональной Красной книги в 1965 году.

Изначально Красная книга включала в себя 5 томов со списком видов животных, которым грозит вымирание. Она издавалась на листах красного цвета, который служил неким предостережением. Вслед за этим Красные книги стали выпускаться в нескольких государствах в немного ином виде: в них названия вымирающих видов животных были перечислены на страницах белого цвета. Красными оставили только обложки.

В 80-х годах уже выходила «Красная книга РСФСР: животные», в которую включили 247 видов, и «Красная книга РСФСР: растения» с 533 видами исчезающих растений. Сейчас идет формирование Красных книг республик и областей РФ. В начале нулевых вышла в свет Красная книга, посвященная Ярославской области.

Успешные результаты

В России результатом охранной деятельности от среды прямого воздействия и среды косвенного воздействия можно назвать восстановление множества популяций бобра, а также восстановление стабильности популяций моржа Дальнего Востока, калана с севера и серых китов.

Благодаря стараниям рабочих государственного заповедника Астрахани приблизительно в 8 или даже 10 раз были увеличены площади полей лотоса розового, или орехоносного.

Финляндскую охранную деятельность от среды прямого воздействия и среды косвенного воздействия в лесах тоже можно назвать успешной. В последние годы количество росомах и медведей повысилось, а рысей стало примерно в 8 раз больше. С поддержкой правительств стран Бангладеш, Непала и Индии почти в три раза увеличилась популяция индийского тигра.

Уже известно, что различные популяции в сообществе активно взаимодействуют между собой, в результате появляются биотические связи. Работы по охране популяций определенных видов зачастую оказывается неэффективной. К примеру, для того, чтобы поддерживать популяцию уссурийских тигров, надо нормализовать его питание, проводить работы по охране не только отдельных видов, но и целых сообществ.

Разведение в заповедниках

Растения обычно разводят искусственно в ботанических садах, а животных в заповедниках или зоопарках. Виды, которые сохраняют подобными способами, нужны в качестве резерва для их восстановления в естественных условиях обитания.

К примеру, в заповеднике на берегу водохранилища Рыбинска или Дарвинском, занимаются разведением боровой дичи в вольерах. То есть, глухарей, тетеревов, куропаток и т.п. Затем происходит переселение дичи в места их естественного обитания. Редкого выхухоля разводят в Хоперском заповеднике.

Существуют особые центры, где занимаются редкими видами. В питомниках размножают и выращивают молодых особей исчезающих или редких видов животных и растений, а после их заселяют в естественные места обитания.

Известность приобрели, к примеру, Окский питомник, в котором разводят журавлей, а также Приокско-Террасный питомник зубров. Благодаря тяжелому труду работников последнего питомника, что был создан в 1959 году одним из первых в России, стало реальным восстановление популяции зубров на Кавказе и в лесах Европы (также и в Беловежской пуще).

В настоящее время зубры способны выживать в условиях дикой природы только лишь в режиме заповедника.

Есть множество примеров рыбозаводов, в которых занимаются разведением различных видов рыб, которую также отпускают в озера и реки. Популяции стерляди, севрюги и осетра удается поддерживать именно так.

В странах Франции, Австрии, Швеции и ФРГ в леса переселили рысь, которую вывели в неволе.

Банки генов

Генные банки — это хранилища, в которых в специальных условиях содержатся зародыши, половые клетки, личинки животных, споры и семена растений.

В России самым первым банком генов можно считать коллекцию семян культурных растений, которую создал в 20-40-х годах прошлого века Н. И. Вавилов. Коллекция является безусловным сокровищем, не имеющим цены.

Она хранилась в Ленинграде. Пережившие блокаду сотрудники института сохранили ее во время Второй мировой войны. Они не тронули ни зернышка из коллекции даже во время голода.

Сейчас национальный генный банк растений расположен в Кубанской станции бывшего Всесоюзного института растениеводства имени Н.И. Вавилова. Более 350 000 образцов семян растений сохраняются в бункерах под землей. Огромное количество древних сортов, которые уже давно исчезли, и диких видов, родственных с культурными растениями ждут своего часа. Кроме того, здесь хранится все современное и наилучшее из того, что создали селекционеры за последнее время.

Коллекция пополняется на постоянной основе.

Низкотемпературное сохранение клеток

Для того чтобы восстановить вымирающий вид или сохранить его, сейчас используют метод сохранения клеток при низкой температуре. Многие банки генов по всему миру пользуются этим методом. В России, к примеру, существуют банки спермы крупного рогатого скота, видов рыб для промысла, а также редких одомашненных пород птиц.

В Пущино был создан специализированный исследовательский центр при Академии наук РФ, в котором постоянно разрабатываются способы сохранения и восстановления популяций вымирающих или редких видов животных.

Но для восстановления целого вида необходимо создать достаточно большую популяцию, в которой особи будут приспособлены к размножению, к заселению и адаптации к среде обитания самостоятельно.

Необходимо создание свойственной для определенного вида структуры популяции. Понятное дело, что это крайне сложная, длительная и финансово затратная работа. Гораздо проще ослабить внешние факторы прямого и косвенного воздействия, сохраняя при этом натуральные популяции различных видов.

Источник

1. Химические основы экологических взаимодействий

Н.В. Чибисова, Е.К. Долгань
Экологическая химия
Учебное пособие / Калинингр. ун-т. — Калининград, 1998. — 113 с.

1. Химические основы экологических взаимодействий

1.1. Экологические факторы среды

Окружающая организм среда — это природные тела и явления, с которыми она находится в прямых или косвенных отношениях. Условия среды, способные оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, называются экологическими факторами. Существует несколько классификаций экологических факторов среды. Наиболее простой и ставшей классической является классификация, по которой экологические факторы среды делятся на две категории: абиотические факторы (факторы неживой природы) и биотические факторы (факторы живой природы).

К абиотическим факторам относятся климатические — свет, температура, влага, движение воздуха, давление; эдафогенные (почвенные) — механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость, плотность; орографические — рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона; химические — газовый состав воздуха, солевой состав среды, концентрация, кислотность и состав почвенных растворов.

К биотическим факторам относятся фитогенные (растительные организмы), зоогенные (животные), микробиогенные (вирусы, простейшие, бактерии, риккетсии) и антропогенные (деятельность человека).

Оригинальную классификацию экологических факторов предложил А.С. Мончадский (1962), исходя из того, что приспособительные реакции организмов к тем или иным факторам среды определяются степенью постоянства этих факторов. Это:

— первичные периодические факторы (температура, свет), зависящие от периодичности вращения Земли и смены времен года;

— вторичные периодические факторы (влажность, осадки, динамика растительной пищи, содержание растворенных газов в воде, внутривидовые взаимодействия) как следствие первичных периодических;

— непериодические факторы (эдафические факторы, взаимодействие между разными видами, антропогенные воздействия, почвенно-грунтовые факторы), не имеющие правильной периодичности.

Воздействие химического компонента абиотического фактора на живые организмы выражается в существовании некоторых верхних и нижних границ амплитуды допустимых колебаний отдельных факторов (температура, соленость, рН, газовый состав и др.), то есть определенный режим существования. Чем шире пределы какого-либо фактора, тем выше устойчивость, или, как ее называют, толерантность, данного организма.

Лимитирующим фактором развития растений является элемент, концентрация которого лежит в минимуме. Это определяется законом, называемым законом минимума Ю.Либиха (1840). Либих, химик-органик, один из основоположников агрохимии, выдвинул теорию минерального питания растений. Урожай культур часто лимитируется элементами питания, присутствующими не в избытке, такими как СО₂ и Н₂О, а теми, которые требуются в ничтожных количествах. Например: бор — необходимый элемент питания растений, но его мало содержится в почве. Когда его запасы исчерпываются в результате возделывания одной культуры, то рост растений прекращается, если даже другие элементы находятся в изобилии. Закон Либиха строго применим только в условиях стационарного состояния. Необходимо учитывать и взаимодействие факторов. Так, высокая концентрация или доступность одного вещества или действие другого (не минимального) фактора может изменять скорость потребления элемента питания, содержащегося в минимальном количестве. Иногда организм способен заменять (частично) дефицитный элемент другим, более доступным и химически близким ему. Так, некоторым растениям нужно меньше цинка, если они растут на свету, а моллюски, обитающие в местах, где есть много стронция, заменяют им частично кальций при построении раковины.

Экологические факторы среды могут оказывать на живые организмы воздействия разного рода:

1) раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций (например, повышение температуры воздуха ведет к увеличению потоотделения у млекопитающих и к охлаждению тела);

2) ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях (например, недостаток влаги в засушливых районах препятствует проникновению туда многих организмов);

3) модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов (например, запыленность окружающей среды в индустриальных районах некоторых стран привела к образованию черных бабочек березовых пядениц, сохранивших свою светлую окраску в сельских местностях);

4) сигналы, свидетельствующие об изменении других факторов среды.

В характере воздействия экологических факторов на организм выявлен ряд общих закономерностей.

Закон оптимума — положительное или отрицательное влияние фактора на организмы — зависит от силы его воздействия. Недостаточное или избыточное действие фактора одинаково отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей. Благоприятная сила воздействия экологического фактора называется зоной оптимума. Одни виды выносят колебания в широких пределах, другие — в узких. Широкая пластичность к какому-либо фактору обозначается прибавлением частицы «эври», узкая — «стено» (эври­термные, стенотермные — по отношению к температуре, эвриотопные и стенотопные — по отношению к местам обитания).

Неоднозначность действия фактора на разные функции. Каждый фактор неоднозначно влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может быть неблагоприятным для других. Например, температура воздуха более 40°С у холоднокровных животных увеличивает интенсивность обменных процессов в организме, но тормозит двигательную активность, что приводит к тепловому оцепенению.

Взаимодействие факторов. Оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо из факторов среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Так, жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе. Угроза замерзания выше при морозе с сильным ветром, нежели в безветренную погоду. Вместе с тем взаимная компенсация действия факторов среды имеет определенные пределы и полностью заменить один из них другим нельзя. Дефицит тепла в полярных областях нельзя восполнить ни обилием влаги, ни круглосуточной освещенностью в летнее время. Для каждого вида животных необходим свой набор экологических факторов.

Воздействие химического компонента абиотического фактора на живые организмы. Абиотические факторы создают условия обитания растительных и животных организмов и оказывают прямое или косвенное влияние на жизнедеятельность последних. К абиотическим факторам относят элементы неорганической природы: материнская порода почвы, химический состав и влажность последней, солнечный свет, теплота, вода и ее химический состав, воздух, его состав и влажность, барометрическое и водное давление, естественный радиационный фон и др. Химическими компонентами абиотических факторов являются питательные вещества, следы элементов, концентрация углекислого газа и кислорода, ядовитые вещества, кислотность (рН) среды.

Влияние рН на выживаемость организмов-гидробионтов. Большинство организмов не выносят колебаний величины рН. Обмен веществ у них функционирует лишь в среде со строго определенным режимом кислотности-щелочности. Концентрация водородных ионов во многом зависит от карбонатной системы, которая является важной для всей гидросферы и описывается сложной системой равновесий, устанавливающихся при растворении в природных пресных водах свободного СО₂, по реакции:

СО₂ + Н₂О Ы Н₂СО₃ Ы Н + + НС

Именно эта реакция является причиной того, что рН пресных природных вод редко бывает теоретически нейтральной, то есть равной 7. Чаще всего рН чистой воды колеблется от 6,9 до 5,6. В природе приведенное выше равновесие в чистом виде не существует, так как на природные воды оказывает действие многочисленные факторы: температура, давление, содержание в атмосфере кислорода, аммиака, диоксида и триоксида серы, азота, состав пород по которым протекает река или расположено озеро. рН сравнительно легко измерить, поэтому его изучили во многих водных местообитаниях. Если рН не приближается к крайнему значению (от 6,5 до 8,5), то сообщества способны компенсировать изменения этого фактора и толерантность сообщества к диапазону рН, встречающемуся в природе, весьма значительна. Так как изменение рН пропорционально изменению количества СО₂, рН может служить индикатором скорости общего метаболизма сообщества (фотосинтеза и дыхания). В воде с низким рН содержится мало биогенных элементов, в связи с чем продуктивность здесь мала. рН сказывается и на распределении водных организмов. Растения растут в воде с рН ниже 7,5 (Isoetes и Sparganium), от 7,7 до 8,8 (Potamogeton и Elodea canadensis), от 8,4 до 9,0 (Typha angustifolia). Развитие сфагновых мхов стимулируют кислые воды торфяников, в которых очень редки моллюски, ввиду отсутствия извести, зато часто встречаются личинки двукрылых из рода Chaoborus. Рыбы выносят рН в пределах от 5,0 до 9,0, но некоторые виды способны приспосабливаться к значению рН до 3,7. При рН > 10 вода гибельна для всех рыб. Максимальная продуктивность вод приходится на рН между 6,5 и 8,5. В таблице 1.1 указаны основные величины рН для пресноводных рыб Европы.

Аэробные и анаэробные организмы. Аэробными организмами называются такие организмы, которые способны жить и развиваться только при наличии в среде свободного кислорода, используемого ими в качестве окислителя. К аэробным организмам принадлежат все растения, большинство простейших и многоклеточных животных, почти все грибы, то есть подавляющее большинство известных видов живых существ. У животных жизнь в отсутствие кислорода (анаэробиоз) встречается как вторичное приспособление. Аэробные организмы осуществляют биологическое окисление главным образом посредством клеточного дыхания. В связи с образованием при окислении токсичных продуктов неполного восстановления кислорода, аэробные организмы обладают рядом ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза), обеспечивающих их разложение и отсутствующих или слабо функционирующих у облигатных анаэробов, для которых кислород оказывается вследствие этого токсичным. Наиболее разнообразна дыхательная цепь у бактерий, обладающих не только цитохромоксидазой, но и другими терминальными оксидазами. Особое место среди аэробных организмов занимают организмы, способные к фотосинтезу, — цианобактерии, водоросли, сосудистые растения. Выделяемый этими организмами кислород обеспечивает развитие всех остальных аэробных организмов. Организмы, способные развиваться при низкой концентрации кислорода (Ј 1 мг/л), называются микроаэрофилами.

Анаэробные организмы способны жить и развиваться при отсутствии в среде свободного кислорода. Термин «анаэробы» ввел Луи Пастер, открывший в 1861 году бактерии маслянокислого брожения. Распространены они главным образом среди прокариот. Метаболизм их обусловлен необходимостью использовать иные окислители, чем кислород. Многие анаэробные организмы, использующие органические вещества (все эукариоты, получающие энергию в результате гликолиза), осуществляют различные типы брожения, при которых образуются восстановленные соединения — спирты, жирные кислоты. Другие анаэробные организмы — денитрифицирующие (часть из них восстанавливает окисное железо), сульфатвоссстанавливающие, метанообразующие бактерии — используют неорганические окислители: нитрат, соединения серы, СО₂. Анаэробные бактерии разделяются на группы маслянокислых и т.д. в соответствии с основным продуктом обмена. Особую группу анаэробов составляют фототрофные бактерии. По отношению к О₂ анаэробные бактерии делятся на облигатных, которые неспособны использовать его в обмене, и факультативных (напри­мер, денитрифицирующие), которые могут переходить от анаэробиоза к росту в среде с О₂. На единицу биомассы анаэробные организмы образуют много восстановленных соединений, основными продуцентами которых в биосфере они и являются. Последовательность образования восстановленных продуктов (N₂, Fe 2+ , H₂S, CH₄), наблюдаемая при переходе к анаэробиозу, например в донных отложениях, определяется энергетическим выходом соответствующих реакций. Анаэробные организмы развиваются в условиях, когда О₂ полностью используется аэробными организмами, например в сточных водах, илах.

Значения рН для пресноводных рыб Европы (по Р.Дажо, 1975)

Характер воздействия на пресноводных рыб

Гибельно для рыб; выживают некоторые растения и беспозвоночные

Источник